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技術(shù)文章

AC電流探頭無源與有源的差異

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  AC電流探頭是一款能夠同時測量直流和交流的高頻探頭。其特點(diǎn)包括:高帶寬,可準(zhǔn)確快速捕捉電流波形;高精度,在電流測量量程范圍內(nèi),精度高達(dá)1%,滿足大部分測試領(lǐng)域的需要;兩個量程可供選擇,方便小電流測量;自動消磁調(diào)零功能,使用方便;聲光過流報警功能,提醒量程切換;電子輕觸式按鍵設(shè)計,使用壽命更長;標(biāo)準(zhǔn)的BNC輸出接口,可匹配任何廠家示波器。
  目前示波器上的電流探頭基本分成兩類:即AC電流探頭和AC/DC電流探頭,AC電流探頭常見的是無源探頭,成本低,但不能處理直流分量;AC/DC電流探頭通常是有源探頭,分為低頻探頭和高頻探頭,低頻探頭常見的帶寬在幾百KHz以下,高頻探頭帶寬一般在幾MHz以上。
  AC電流探頭有無源的,也有有源的。
  常見的無源AC探頭,比如說電流環(huán),其基本原理如圖1,電流探頭前端有一個磁環(huán),磁環(huán)上繞有線圈,使用時這個磁環(huán)套在被測的供電線上。由于電流流過電線所產(chǎn)生的磁場就被這個磁環(huán)收集到,磁通量和電線上流過的電流成正比,磁環(huán)上的線圈產(chǎn)生相應(yīng)比例關(guān)系的電流,經(jīng)后級匹配電路轉(zhuǎn)換成相應(yīng)比例關(guān)系的電壓。
  無源AC探頭的缺點(diǎn)是不能測量直流型號,且低頻截止點(diǎn)通常在100Hz以上,優(yōu)點(diǎn)是成本低。
  無源AC探頭根據(jù)嵌頭結(jié)構(gòu)可分為分芯和實(shí)芯的兩種。分芯的嵌口可手動張開和關(guān)閉,優(yōu)點(diǎn)是探頭能夠方便地卡到測量電流的導(dǎo)線上,在測量完成時,鉗口可以打開,探頭可以移到其它導(dǎo)線上;
  缺點(diǎn)是高頻響應(yīng)速度比較慢。實(shí)芯AC無源探頭的優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)速度比較快,高頻帶寬達(dá)到ns級別,甚至更高;缺點(diǎn)是被測電流一般比較小,通常在100A以下,測量時必須斷開被測導(dǎo)線,把導(dǎo)線穿過轉(zhuǎn)換器,然后重新把導(dǎo)線連接到電路上,才能進(jìn)行測量。
  有源的AC探頭根據(jù)鉗口常見形式分為兩種:一種是普通的嵌式結(jié)構(gòu),另一種是柔性結(jié)構(gòu)。普通的嵌式結(jié)構(gòu)電流探頭一般都使用強(qiáng)磁性材料制作的鐵心,這種流過很大的一次電流,鐵心很容易產(chǎn)生磁飽和,因此使得無法進(jìn)行準(zhǔn)確的測量;
  柔性探頭使用的是空芯型交流電流傳感器,因此在大電流的情況下也不飽和,所以柔性探頭一般用來測量大電流,而且只能測交流。

電流探頭

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